Тип стабилизатора напряжения какой лучше

их схемы, принцип работы, плюсы и минусы

Содержание

Какие бывают виды стабилизаторов напряжения?

Возрастающий спрос на стабилизаторы напряжения связан как с активным использованием этих электроприборов во всех сферах человеческой деятельности, так и с периодически возникающими в сетях проблемами с качеством электроэнергии.

Специализированные магазины и интернет-сайты предлагают большой выбор стабилизаторов отечественного и зарубежного производства, удовлетворяющих практически любые запросы покупателей.

Каждый стабилизатор, несмотря на его мощность и стоимость, построен по типовой схеме (топологии), в основе которой заложен определённый физический принцип стабилизации электрической энергии. Всего таких топологий пять:

• феррорезонансная;
• электромеханическая;
• релейная;
• полупроводниковая;
• инверторная.

Практически все виды стабилизаторов напряжения имеют свои преимущества и недостатки, которые в основном обусловлены схемой их построения. Основные параметры устройств каждого типа требуют пристального изучения, так как именно от их значений зависит эффективность работы выбранной модели стабилизатора с различной современной аппаратурой.

Феррорезонансные стабилизаторы

Это первые стабилизаторы, получившие широкое распространение в нашей стране. Начало их массового использования в 50-60-х годах ХХ века связано с появлением ламповых телевизоров и прочей бытовой техники, требующей защиты от сетевых колебаний.

Стабилизаторы такого типа отличаются от большинства более современных моделей простотой электронной схемой и отсутствием автотрансформатора. Они понижают или повышают значение напряжения за счёт эффекта феррорезонанса – электромагнитного взаимодействия между двумя дросселями один из которых имеет ненасыщенный сердечник (входной), а второй насыщенный (выходной).

Преимущества

Феррорезонансные стабилизаторы не имеют склонных к поломкам подвижных компонентов, что обеспечивает их надёжность и большой ресурс безотказной работы. Некоторые изделия советского производства до сих пор находятся в обиходе и исправно выполняют свою работу. Другие преимущества данной топологии:

• надёжность и большой ресурс безотказной работы благодаря отсутствию склонных к поломкам подвижных компонентов;
• высокая точность выходного напряжения за счёт плавного, безразрывного регулирования сетевого сигнала;
• устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды;
• быстродействие.

Недостатки

Отвечающее современному уровню комфорта бытовое использование феррорезонансных стабилизаторов осложняется рядом свойственных им недостатков:

• шумность работы – гул от встроенных трансформаторов ощущается даже через стену;
• повышенное тепловыделение;
• большой вес и крупные габариты;
• малый диапазон регулируемого входного напряжения – более узкий, чем предельные значения отклонений, встречающихся в отечественных сетях;
• невысокий КПД вследствие значительных потерь энергии на нагрев;
• неспособность работать при перегрузках и на холостом ходу;
• искажения синусоиды.

Стоить отметить, что все указанные недостатки характерны в первую очередь для классических феррорезонансных стабилизаторов первых поколений, в устройствах нового образца они максимально снижены или полностью исключены. Существенный минус современных моделей этой топологии – это их высокая цена, превышающая не только стоимость изделий других типов, но и on-line ИБП соответствующей мощности.

Применение

Несмотря на серьезные сдвиги в разработке более производительных, мощных и надежных преобразователей напряжения, устаревшие феррорезонансные стабилизаторы все еще пользуются спросом при работе с неприхотливой техникой такого же старого поколения. Приборы этой группы являются не самым удачным вариантом для бытового пользования по причине высокого уровня шумов и громоздкости конструкции, однако вполне могут быть использованы в подсобных помещениях или на загородных домах при плюсовых температурах.

Электромеханические стабилизаторы

Стабилизаторы данного типа появились практически одновременно с феррорезонансными, но имеют отличные от них конструкцию и принцип работы. Главные элементы любого устройства данной топологии – автотрансформатор и подвижный токосъёмный контакт, выполненный в виде ролика, ползунка или щетки.

Указанный контакт перемещается по обмотке трансформатора, вследствие чего происходит плавное увеличение или уменьшение коэффициента трансформации и соответствующее изменение (коррекция) поступающего из сети напряжения.

Первые электромеханические стабилизаторы имели ручную регулировки: специальный бегунок передвигался по катушке и отключал или подключал витки до количества, необходимого для достижения номинального значения выходного напряжения.

В современных устройствах этот процесс автоматизирован: плата управления анализирует входной ток и в случае отклонения его параметров сигнализирует сервоприводу, перекатывающему коммутационный контакт на сегмент тороидальной обмотки автотрансформатора с напряжением, максимально приближенным к номинальному.

Преимущества

Основное достоинство электромеханического принципа стабилизации напряжения – непрерывное регулирование с высокой точностью и без искажения синусоидальной формы сигнала. Также ключевым преимуществом является самая низкая стоимость электромеханических стабилизаторов на отечественном рынке.

Недостатки

Эти устройства имеют и ряд существенных недостатков, делающих их не самым оптимальным решением для защиты многих видов нагрузки, а именно:

• низкое (за исключением некоторых моделей) быстродействие – скорость реакции на изменение входного сигнала ограничивается временем, требуемым сервоприводу для срабатывания;
• возникновение кратковременных скачков выходного напряжения при резких перепадах входного, что пагубно влияет на чувствительные электронные компоненты защищаемого оборудования и осложняет применение в сетях с сильными перепадами напряжения;
• низкое качество фильтрации входных электромагнитных помех и трансляция возмущающего воздействия на выход устройства;
• низкая надежность из-за механически движущихся деталей, что значительно сокращает срок эксплуатации устройства, из-за чего именно этот тип стабилизаторов чаще всего выходит из строя.

Дополнительные неудобства при эксплуатации электромеханических стабилизаторов в домашних условиях создают:

• повышенный уровень шума и возможное искрение при работе – следствие движения сервопривода по виткам катушки;
• громоздкая конструкция, большое количество механических узлов и деталей, и, соответственно, большой вес;
• необходимость периодического обслуживания подверженного износу узла механического контакта, надёжность которого снижается пропорционально числу срабатываний.

Кроме того, приборы этой группы могут давать сбои при длительном использовании в условиях отрицательной температуры – такому оборудованию комфортнее в отапливаемых помещениях.

Применение

Перечисленные недостатки обуславливают ограниченную сферу применения электромеханических стабилизаторов – они все еще востребованы в сетях без молниеносных скачков напряжения. Разумеется, такие устройства не подходят для бытового использования в домашних условиях, но вполне удачно используются в качестве временной стабилизации напряжения в подсоб

Виды стабилизаторов напряжения, их отличия и устройство

Постоянство питающего напряжения обеспечивается стабилизаторами напряжения, которые выполняют свою функцию независимо от скорости изменения показателей. Эффективность приборов очевидна при изменениях силы тока и сопротивления, поэтому не только напряжение является характеристикой сети. Благодаря таким изменениям сохраняется работоспособность техники и пожарная безопасность в любом помещении. Короткое замыкание, перегревание проводов и расплавление изоляции случается из-за увеличенного сопротивления нагрузки. Вот уже на протяжении 65 лет имеются устройства для регулировки напряжения. И если ранее в повседневной жизни преобладали только ферромагнитные стабилизаторы, то в наши дни доминируют релейные, электромеханические и электронные устройства.

В настоящее время выделяют следующие виды напряжения:

1. Релейные стабилизаторы.
2. Электромеханические стабилизаторы.
3. Электронные стабилизаторы.

1. Релейные стабилизаторы напряжения

Бытовой и компьютерной технике, оргтехнике, производственному оборудованию необходима бесперебойная работа, которая осуществляется выравниванием сетевых параметров тока. Безупречная сохранность для пользователей от перегруженности, коротких замыканий и иных отклонений от рабочего тока гарантируется чрезвычайной точностью сохранения заданных характеристик выходного напряжения. Основным элементом релейных стабилизаторов является автоматический трансформатор, а за управление устройством отвечает электронная схема. Витки трансформатора подключаются с помощью реле в соотношении, которое нужно для обеспечения номинальных выходных параметров тока.

Число обмоток трансформатора и количество коммутационных реле определяет количество ступеней регулировки выходного напряжения. Погрешность выходного вольтажа будет больше, если число ступеней меньше. Усредненный показатель – от пяти до семи, самый большой – 9.

Релейные устройства работают по следующей схеме:

• Подача входного тока и сравнение параметров, которые требуются на выходе, осуществляется с помощью электронной схемы.
• Вычислив разницу характеристик входного и выходного напряжения, блок управления вычисляет необходимое для стабилизации число обмоток и количество их витков, которые должны быть задействованы.
• Благодаря реле осуществляется последовательное переподключение витков каждой из трансформаторных обмоток.

В итоге увеличения и уменьшения вольтажа на обмотках трансформатора на выход стабилизатора подаётся ток, параметры которого располагаются в разрешенных для нормальной работы подчинённой сети пределах.

Достоинствами релейных стабилизаторов являются миниатюрность, большой охват входных параметров тока и рабочей температуры. Практически бесшумная работа и невосприимчивость к частотным изменениям входного тока, жизнеспособность и сравнительно низкая цена являются отличительными чертами данного вида стабилизаторов.

К недостаткам стоит отнести сокращение скорости реакции стабилизатора при увеличении точности выравнивания параметров тока. Также следует отметить достаточно скорый износ релейных коммутаторов под влиянием механических и импульсных токовых нагрузок.

2. Электромеханические стабилизаторы напряжения

Главным элементом является трансформатор с отводами. 2-ая составляющая электромеханического стабилизатора – механизм с ползунком. Принцип работы следующий - при сниженном входном напряжении сети ползунок начинает движение по отводам. Движение прекращается, когда на выходе получается стандартное значение. Если оно превышено, он перемещается в обратную сторону. Щетки из графита, поддерживающие выходное напряжение с высочайшей точностью (около 2%), выполняют функцию ползунка-токосъемника, регулировка которого производится плавно. Такая регулировка является главным преимуществом, а если использовать две графитовые щетки, то устройство корректирует напряжение быстрее, т. к. повышается площадь контакта.

Существуют модели (свыше 30кВт), которые снабжаются еще одним трансформатором. Такие модели способны выдерживать высокие перегрузки, несмотря на присутствие движущихся частей.

Существенное упрощение расчета при выборе такого оборудования осуществляется суммой полученной средней его мощности с ее четвертью. Благодаря вышеуказанному сложению обозначается характеристика будущего стабилизатора. Соответственно, при покупке за меньшую стоимость допускается использовать наименьший запас по мощности стабилизатора. Явным техническим преимуществом является отсутствие внесения изменений в сеть по причине невосприимчивости к данному событию. А это очень актуально для медицинских и измерительных приборов, аудиоаппаратуры.

Среди отрицательных характеристик следует выделить износ движущихся частей. В процессе эксплуатации за такими деталями нужен уход, регулировка и замена. Также следует отметить незначительное запаздывание в реакции на изменения показателей сети. Габариты и большой вес являются показателями довольно мощных устройств, которые весьма требовательны к условиям эксплуатации, такие как, температура воздуха в помещении, где находится стабилизатор. Температурный диапазон от -5 до +40 Цельсия.

Ниже указаны диапазоны характеристик электромеханических стабилизаторов разных изготовителей:

3. Электронные стабилизаторы напряжения

Приборы данного типа осуществляют входное напряжение ступенчато, их еще называют дискретными. В основе находится автотрансформатор. Вторая составляющая электронных стабилизаторов – реле или полупроводники в виде тиристоров и симисторов. Принцип работы заключается в следующем: каждая обмотка трансформатора добавляет на выходе соответствующее напряжение. Определенная обмотка включается регулировкой входного напряжения реле или электронных ключей. Точность у разных приборов колеблется от 2 до 10%. Причиной таких колебаний кроется в ступенчатом регулировании. Величина колебаний напрямую зависит от количества обмоток.

Допустим, каждая прибавляет по 17,6 В (точность стабилизатора 8%) при входном напряжении 195 Вт переключаются две обмотки и на выходе получится 230,2 Вт. Данный стабилизатор осуществляет регулировку быстро, но с небольшой погрешностью. Если указано 2%, то мы получим на выходе 221,4 Вт. Но, обмоток уже получается 6, и поэтому регулировка в этом случае происходит дольше.

К тому же стоимость системы повышается за счет большого количества электронных ключей, при этом об увеличении надежности не может быть и речи.

Необходимо понимать, для какого устройства допустима погрешность. Для холодильников, плит, и других приборов с электродвигателем или нагревательным элементом, десятипроцентное отклонение входящего напряжения не отражается на стабильном рабочем режиме. В случае, когда требуется защитить кинотеатр или компьютер, необходимо остановить свой выбор на более точном устройстве.

Благодаря наличию цифрового управления, все соответствующие элементы располагаются на одной микросхеме. Следовательно, происходит уменьшение веса и габаритов прибора. Входное и выходное напряжение отображается на дисплее.

Самый главный плюс – отсутствие механического износа, т.к движущихся деталей нет. От качества тиристоров или симисторов зависит долговечность. Некоторые модели устойчивы к температурам от минус двадцати и ниже.

Явным минусом является чувствительность к коротким замыканиям или большим нагрузкам, которые могут вывести из строя электронные ключи. Поэтому следует выбирать электронный стабилизатор с хорошим запасом мощности.

Стабилизаторы используют в квартирах, на дачах, в коттеджах. Однофазные стабилизаторы используются при напряжении 220В. Мощность таких стабилизаторов от 0,5 до 30 кВт, что позволяет защитить один прибор или всю технику в доме. В сети 380 В возможны сочетания из трехфазных (3-30 кВт и выше) и однофазных стабилизаторов. Такие устройства представляют собой 3 однофазных стабилизатора, которые могут быть расположены под одним корпусом. Техническое решение модели более 100 кВт представляет собой три трансформатора на одном сердечнике. Устройства рассчитаны для защиты отдельных единиц техники, а так же они могут располагаться в загородных домах, офисах, на предприятиях для защиты всей сети.

ТОП-7 Лучших Стабилизаторов Напряжения – Рейтинг 2019 Года

Стабилизатор напряжения – это нормализатор переменного тока в сети, который исправляет его характеристики при несоответствии нужным параметрам. В России речь чаще всего идет об уровне в 220В. Благодаря такой защите предотвращается выход электроприборов в доме из строя. Но чтобы она действительно была надежной, необходимо использовать только качественные и безопасные устройства. В этом рейтинге, составленном на основании отзывов покупателей, как раз и рассматриваются достоинства и недостатки лучших стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения для дома какой фирмы лучше выбрать

В этом ТОПе описываются достоинства и недостатки продукции от 5 конкурирующих между собой фирм. Здесь имеются компании, предлагающие и недорогие, и премиальные, и средние по цене варианты, в зависимости от их характеристик. Несмотря на разрыв в стоимости, каждая из представленных в рейтинге торговых марок заработала себе громкое имя в России и относится к лидерам согласно отзывам покупателей. Вот о каких брендах пойдет речь:

• Ресанта – торговая марка предлагает устройства с хорошим сочетанием цены и качества. Они поддерживают работу как мелких, так и более мощных электроприборов, не давая им выходить из строя при скачках тока в сети. В большинстве случаев тут предлагаются однофазные агрегаты. В наличии у бренда есть и релейные модели, и варианты с двойным преобразованием энергии.
• Энергия – история этой компании началась в 2000 году, в то время она поставляла на рынок оборудование других фирм, но со временем переквалифицировалась в производителя электротехнических устройств. На данный момент у нее есть собственный конструкторский отдел и заводы, расположенные в России и Китае. При создании продукции она руководствуется принципом обоснованности цены, безопасности использования товаров и их высокого качества.
• Rucelf – это чуть ли не главный конкурент Ресанты, предлагающий лучшие стабилизаторы напряжения по соотношению цены и качества, которое здесь оптимально. Именно поэтому его товары и пользуются на рынке высоким спросом. Они безопасны и удобны в использовании, просты в монтаже и имеют приличный дизайн. Их применяют как регулярно, так и периодически. Торговая марка заботится о защите своих устройств от перегрева, перегрузок и посторонних шумов, поэтому срок службы изделий превышает 10 лет.
• Штиль – под этим брендом выпускаются как бюджетные варианты, так и модели среднего диапазона, а также премиум-класса. Среди них особенно популярны устройства с двойным преобразованием, которые почти не уступают источникам бесперебойного питания. Тут доступно две группы: «ИнСтаб» и «ИнСтаб+», разработанные с применением инверторной технологии. С их помощью процесс регулировки происходит в несколько этапов, при этом в отзывах не наблюдается жалоб на время отклика, здесь оно минимально.
• Sven – продукция фирмы может использоваться как в квартирах, так и в домах или офисах. Она имеет демократичные цены и в то же время достойное качество. На это указывает быстрое время переключения между обмотками максимум в 10 мс, длинные кабеля в среднем в 1.7 м, устойчивость к низким температурам до -40 градусов и высокому уровню влаги – до 80-90%. Тут имеются как настенные, так и напольные агрегаты, защищенные от импульсных помех, перегрузки, перегрева. Поэтому нисколько не странно, что срок их службы очень большой, в среднем, 10 лет.

Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения

Прежде всего мы изучили отзывы покупателей и оценки экспертов, как положительные, так и негативные. Также был проведен ряд тестов, что и помогло выявить победителей.

Вот на какие характеристики мы обращали внимание при отборе лучших стабилизаторов напряжения:

• Тип изделия – релейное, электромеханическое, инверторное;
• Способ монтажа – напольный или настенный;
• Уровень КПД и процент погрешности;
• Тип охлаждения – естественное или принудительное;
• Температурный режим работы;
• Ориентированность на количество фаз и розеток;
• Время переключения между обмотками;
• Степень влажности в помещении;
• Мощность;
• Способ подачи информации о напряжении – цифровая индикация или обыкновенная;
• Надежность защиты от перегрева, помех, повышенных нагрузок;
• Вес и размеры;
• Дизайн и цвет.

При составлении рейтинга мы также принимали во внимание срок службы устройств и длительность действия гарантии, соотношение цены и качества изделий, их доступность на рынке.

Лучшие релейные стабилизаторы напряжения

Такое устройство состоит из трансформатора и электрической схемы, управляющей им, что и обеспечивает приборы стабильным током. В отличие от классических моделей, здесь имеется реле, которое отвечает за переключение между обмотками. Этот элемент всегда размещается в закрытом корпусе для безопасности эксплуатации изделия. В раздел лучших релейных стабилизаторов напряжения были включены 4 наиболее надежных варианта.

Энергия Voltron

Это оборудование применяется для защиты техники от скачков напряжения в домах со старой проводкой или там, где она испытывает повышенные нагрузки. Он помогает защитить компьютеры, телевизоры, газовые котлы отопления, бойлеры и другие приборы от выхода из строя. Его КПД является одним из самых высоких в рейтинге, составляя не менее 98%. При этом очень удобно, что стабилизатор можно легко установить как на полу, так и на стене. Он отличается простотой подключения и эксплуатации, в частности, потому, что имеет беспрерывный режим работы.

Стабилизатор напряжения для дома «Энергия Voltron» имеет лучший диапазон регулировки в разрезе 105-265В, что делает его универсальным и подходящим для применения в совершенно разных условиях. Устройство защищено от перепадов напряжения и короткого замыкания, поэтому его использование целиком безопасно. Но все-таки длительная перегрузка здесь неприемлема, это может привести к выходу его из строя.

Достоинства

• Срок службы – около 10 лет;
• Длительность действия гарантии – 12 месяцев;
• Надежная защита от внешних воздействий;
• Быстрое время переключения – ≤10 мс;
• Хорошее охлаждение воздушно-конвекционного типа.

Недостатки

• Одна фаза;
• Немалые размеры.

Энергия Voltron практичен в применении, так как может использоваться при температуре от -30 до +40 градусов. 

Ресанта ACH-500/1-Ц

Это один из самых недорогих стабилизаторов напряжения, но при этом он обеспечивает надежную защиту от скачков тока. Он достаточно легко подключается к сети с помощью довольно длинного кабеля, но использовать его можно только в однофазных сетях. Стабилизация осуществляется, по отзывам покупателей, с высокой точностью, погрешность здесь не превышает ± 8 %, что для невысокой цены просто подарок. Но больше всего тут удивляет скорость выравнивания напряжения, равная 25-35 мс. За это время с техникой вряд ли что-то может случиться.

Отдельно стоит отметить продуманность изделия, поскольку при превышении трансформатором температуры в 70 градусов срабатывает защита и подача электроэнергии прекращается. Таким образом, риск короткого замыкания и выхода техники из строя сведен практически к нулю. В отличие от предыдущей модели, стабилизатор выполнен только в напольном виде, повесить его на стену не получится. Немного не хватает здесь устойчивости к низким температурам, на которые Ресанта ACH-500/1-Ц просто не рассчитана.

Достоинства

• LED дисплей с крупными и четкими цифрами;
• Простота управления посредством двух кнопок;
• Легкость запитки электроприборов стабильным напряжением;
• Автоматический предохранитель;
• Низкое энергопотребление, что выгодно в финансовом плане.

Недостатки

• Одна фаза;
• Светлый корпус.

Являясь одним из лучших стабилизаторов напряжения для дома, Ресанта ACH-500/1-Ц имеет КПД на отметке 97%, что чуть ниже, чем у предыдущего варианта. Вместе с тем уровень его шума невысокий, поэтому даже в ночное время работа устройства не помешает.

Rucelf котёл-600

Этот релейный стабилизатор напряжения заслуживает внимания прежде всего в силу гибкости в своей работе. Он имеет 4 степени регулировки, что позволяет плавно исправлять параметры выходного тока. С его помощью можно защитить как мелкую, так и крупную бытовую технику. Здесь предотвращен риск короткого замыкания и перегрева трансформатора, хотя после длительной эксплуатации корпус все-таки становится теплым. Это может немного расстроить, поскольку охлаждение здесь естественное.

Rucelf котёл-600 – это однофазный стабилизатор, и на очень большую нагрузку он не рассчитан. Из других особенностей стоит отметить средний вес в 2.4 кг, защиту от грозы и молнии, увеличивающую срок службы устройства. Несмотря на высокое качество, вместе с ним предоставляется гарантия на год. Основной же «гордостью» этой модели является наиболее информативная цифровая индикация, сообщающая данные о входном и выходном напряжении в доступном виде.

Достоинства

• Выдерживает воздействие температуры до +45 градусов;
• Простота крепления;
• Небольшие размеры;
• Быстрый отклик за 10 мс;
• Точность стабилизации – до 8%;
• Рассчитан на входное напряжение в пределах 150-250 В.

Недостатки

• Нет ножек, вешается только на стену;
• Белый цвет корпуса.

Устройство выдерживает даже негативное воздействие уровня влаги до 80%, и это хорошо, учитывая, что в большинстве помещений данный показатель не превышает 65%.

Sven VR-L600

В нашем рейтинге это самый лучший стабилизатор напряжения 220В по соотношению цены и качества. Эта релейная модель с гибкими настройками легко переключается между определенными обмотками и обеспечивает нужные параметры электроэнергии, выдерживая их в пределах 184-285В, безопасных для работы как мелкой, так и крупной бытовой техники. На фоне других вариантов его выделяет защита не только от короткого замыкания и перегрева, но и от помех.

Sven VR-L600, несмотря на свою невысокую цену, выдерживает большие нагрузки, чем его конкуренты. Это можно объяснить поддержкой двухфазных сетей. Из других его преимуществ стоит выделить возможность работы без сбоев при влажности в диапазоне 10-90%, что является рекордным для ТОПа. Другие изделия он опережает и по весу, который не превышает 1.3 кг. Но не очень удобной у него может показаться квадратная форма и отсутствие возможности крепления конструкции к стене.

Достоинства

• Доступная цена;
• Хорошее охлаждение;
• Не очень сильно греется;
• Темный цвет корпуса;
• Надежная защита реле;
• Срок службы не менее двух лет.

Недостатки

• Информация отображается светодиодными индикаторами;
• Разброс в точности стабилизации от -14 до +10%.

Лучшие стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием

Такие устройства широко известны, как инверторы, которые эффективны, в частности, потому, что позволяют накапливать электроэнергию для более стабильной работы приборов. Перед добавлением конкретного товара в рейтинг, мы изучили 10 различных товаров.

Штиль IS1000

Это лучший стабилизатор напряжения 220В для дома по точности работы, которая здесь составляет 98%. Соответственно, погрешность в нормализации питания не превышает 2%, что позволяет гарантировать надежную работу электроприборов даже высокой мощности. Тут имеется трансформатор удобной формы, плоский, который можно легко вешать на стену, правда, он белый и быстро загрязняется. Кстати, это одна из немногих моделей в рейтинге, у которой есть принудительное охлаждение, что увеличивает срок ее службы.

Штиль IS1000 интересен и тем, что может работать с двумя розетками, и это делает его универсальным. Но тут есть некоторые ограничения по температурному режиму эксплуатации – воздух не должен охлаждаться ниже, чем до +5°C, иначе он рискует выйти из строя. Среди других вариантов в ТОПе его выгодно выделяет и широкий диапазон входного фазного напряжения, в 90-310В, благодаря чему его можно использовать в совершенно разных сетях.

Достоинства

• Риск короткого замыкания почти полностью исключен;
• Надежная защита от повышенного напряжения;
• Не бывает помех;
• Выдерживает перегрузку в течение 5-10 секунд;
• Срок службы – до 20 лет;
• Почти не греется.

Недостатки

Лучшие электромеханические стабилизаторы напряжения

Такие изделия относятся к устройствам сервоприводного типа, они особенно актуальны в домах со старой проводкой и городах, где электросети уже давно не обновлялись. Это лидер среди всех видов подобных агрегатов по соотношению цены и качества. Эти нормализаторы состоят из микропроцессора, отвечающего за управление, автоматического трансформатора и электродвигателя. С их помощью напряжение регулируется более эффективно, что снижает негативное влияние на электроприборы.

Ресанта ACH-10000/1-ЭМ

Этот стабилизатор имеет немалые размеры, что может быть не очень удобным при постоянном использовании. Дело в том, что устройство предназначено только для установки на полу. Но если помещение просторное, то проблем с этим возникнуть не должно. Изделие удобно в транспортировке за счет широких ручек.

В отзывах о стабилизаторе напряжения Ресанта ACH-10000/1-ЭМ пишут только лучшее, в частности, отмечая его практичность. Его и вправду можно использовать в разных режимах работы, одним из которых здесь является bypass. При переходе в него коррекции тока в сети не происходит, амплитуда выравнивается до нужных показателей. Это очень актуально в случае применения в условиях высокой влажности, но если ее уровень превышает 80%, могут возникнуть сбои в работе. Но это происходит крайне редко, да и процент погрешности стабилизации тут составляет всего 2%.

Достоинства

• Отображение вольтметром и входного, и выходного напряжения;
• Выдерживает температуру до -45 градусов;
• Не требует монтажа на стене;
• Выдерживает перепады нагрузок;
• Откликается на изменения менее чем за 10 мс;
• Поддерживает работу при напряжении 140-260 В.

Недостатки

• Вес в 25.5 кг;
• Не хватает принудительного охлаждения.

Rucelf SdwII-12000-L

…Используя этот стабилизатор, можем сказать, что он корректно показывает напряжение обоих видов – и входное, и выходное, почти не греется и имеет прочный корпус…

Мнение эксперта

Это еще один достойный вариант, работающий на мощности в 10 000 Вт. В отличие от предыдущей модели, он может быть размещен на стене и при этом не будет занимать много места из-за тонкого корпуса. Из его особенностей стоит отметить высокий КПД на отметке 98% и погрешность корректировки до 1.5%. Он рассчитан на маломощные потребители техники, поскольку предназначен для использования в однофазных электрических сетях, но все равно выдерживает приличные нагрузки.

Достоинства

• Наличие bypass;
• Надежная защита от негативного воздействия;
• Гарантийный срок в 365 дней;
• Может работать на морозе до -40°С;
• Цифровая индикация;
• Черный цвет корпуса.

Недостатки

• Высокая цена.
• Немалый вес в 27.5 кг.

Какой стабилизатор напряжения лучше купить

Тем, кто хочет установить устройство в квартире или небольшом доме, скорее всего, будет достаточно однофазного варианта, а вот в большие коттеджи и цеха понадобятся уже трехфазные модели. В любом случае, номинальная их мощность в кВт должна быть выше на 10-15% совокупной мощности всей подключаемой бытовой техники.

Лучший показатель точности стабилизаторов напряжения – от 1.5 до 5%, а скорость реакции – от 10 до 20 мс. Если в помещении мало места, и вы планируете использовать нормализатор часто, лучше выбирать вариант с настенным монтажом, в противном случае подойдут и напольные конструкции.

Если по каким-либо причинам не удается осуществить установку нормализатора в доме или квартире и приходится монтировать его в техническом помещении или даже на улице, то важно, чтобы он выдерживал воздействие низких температур. В случае использования устройства в ванных комнатах, оно должно быть приспособлено для применения при влажности до 80-90%.

Выбор конкретной модели зависит в первую очередь от собственных потребностей:

• Тем, кто хочет поддерживать работу мелкой бытовой техники, например, на даче, стоит обратить внимание на Энергию Voltron.
• Для подключения ноутбука достаточно будет Ресанты ACH-500/1-Ц.
• С электрическим котлом отлично справляется Rucelf-600.
• Со стационарным компьютером можно использовать Sven VR-L600.
• Холодильники и стиральные машинки будут стабильно работать со Штилем IS1000.
• Различные тренажеры, запитанные от сети, могут применяться в сочетании с Ресантой ACH-10000/1-ЭМ.
• Сварочные аппараты можно попробовать подключить к Rucelf Sdwii-12000-L.

В рейтинге описаны лучшие стабилизаторы напряжения с учетом различных потребностей, а потому перед выбором стоит определиться, зачем именно нужно это устройство в каждом отдельном случае.

Различные типы регуляторов напряжения и принцип работы

Регулятор напряжения используется для регулирования уровней напряжения. Когда требуется стабильное и надежное напряжение, предпочтительным устройством является регулятор напряжения. Он генерирует фиксированное выходное напряжение, которое остается постоянным при любых изменениях входного напряжения или условий нагрузки. Он действует как буфер для защиты компонентов от повреждений. Стабилизатор напряжения - это устройство с простой конструкцией с прямой связью, в котором используются контуры управления с отрицательной обратной связью.В основном есть два типа регуляторов напряжения: линейные регуляторы напряжения и импульсные регуляторы напряжения; они используются в более широких приложениях. Линейный регулятор напряжения - самый простой тип регулятора напряжения. Он доступен в двух типах, которые компактны и используются в системах с низким энергопотреблением и низким напряжением. Обсудим различные типы регуляторов напряжения.

Типы регуляторов напряжения и их принцип работы

В основном существует два типа регуляторов напряжения: линейный регулятор напряжения и импульсный регулятор напряжения.

• Существует два типа линейных регуляторов напряжения: последовательные и шунтовые.
• Существует три типа импульсных регуляторов напряжения: повышающие, понижающие и инверторные регуляторы напряжения.

Линейный регулятор

Линейный регулятор действует как делитель напряжения. В омической области используется полевой транзистор. Сопротивление регулятора напряжения меняется в зависимости от нагрузки, что приводит к постоянному выходному напряжению.

Преимущества линейного регулятора напряжения

• Обеспечивает низкую пульсацию выходного напряжения
• Быстрое время отклика на нагрузку или изменения линии
• Низкие электромагнитные помехи и меньший шум

Недостатки линейного регулятора напряжения

• Очень низкий КПД
• Требуется большое пространство - необходим радиатор
• Напряжение выше входа не может быть увеличено

В последовательном регуляторе напряжения используется регулируемый элемент, подключенный последовательно с нагрузкой.Изменяя сопротивление этого последовательного элемента, можно изменить падение напряжения на нем. И напряжение на нагрузке остается постоянным.

Величина потребляемого тока эффективно используется нагрузкой; это главное преимущество последовательного регулятора напряжения. Даже когда нагрузка не требует тока, последовательный регулятор не потребляет полный ток. Таким образом, последовательный стабилизатор значительно эффективнее шунтирующего регулятора напряжения.

Шунтирующий регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения работает, обеспечивая путь от напряжения питания к земле через переменное сопротивление. Ток через шунтирующий регулятор отклоняется от нагрузки и бесполезно течет на землю, что делает эту форму обычно менее эффективной, чем последовательный регулятор. Это, однако, более простое, иногда состоящее только из напряжения опорного диода, и используется в очень маломощных схемах, в котором впустую ток слишком мал, чтобы быть озабоченность.Эта форма очень часто для эталонного напряжения цепей. Шунтирующий регулятор обычно может только поглощать (поглощать) ток.

Применение шунтирующих регуляторов

Шунтирующие регуляторы используются в:

• Импульсные источники питания с низким выходным напряжением
• Цепи источника и стока тока
• Усилители ошибки
• Регулируемое напряжение или ток, линейная и коммутируемая мощность Расходные материалы
• Мониторинг напряжения
• Аналоговые и цифровые схемы, требующие точных ссылок
• Прецизионные ограничители тока

Импульсный регулятор напряжения

Импульсный стабилизатор быстро включает и выключает последовательные устройства.Рабочий цикл переключателя устанавливает количество заряда, передаваемого нагрузке. Это контролируется механизмом обратной связи, аналогичным линейному регулятору. Импульсные регуляторы эффективны, потому что последовательный элемент либо полностью проводит ток, либо выключен, потому что он почти не рассеивает мощность. Импульсные регуляторы способны генерировать выходное напряжение, превышающее входное напряжение, или противоположную полярность, в отличие от линейных регуляторов.

Импульсный регулятор напряжения быстро включается и выключается для изменения выходного сигнала.Он требует управляющего генератора, а также заряжает компоненты накопителя.

В импульсном регуляторе с частотно-импульсной модуляцией изменяются частота, постоянный рабочий цикл и спектр шума, налагаемые PRM, изменяются; отфильтровать этот шум труднее.

Импульсный регулятор с широтно-импульсной модуляцией, постоянной частотой, изменяющимся рабочим циклом, эффективен и легко отфильтровывает шум.
В импульсном стабилизаторе ток в непрерывном режиме через индуктор никогда не падает до нуля.Это обеспечивает максимальную выходную мощность. Это дает лучшую производительность.

В импульсном регуляторе ток в прерывистом режиме через катушку индуктивности падает до нуля. Это дает лучшую производительность при низком выходном токе.

Топологии коммутации

Имеется два типа топологий: диэлектрическая изоляция и неизолированная.

Без изоляции: Основано на небольших изменениях Vout / Vin. Примеры: повышающий регулятор напряжения (Boost) - повышает входное напряжение; Step Down (Бак) - снижает входное напряжение; Повышение / Понижение (повышение / понижение) Регулятор напряжения - понижает, повышает или инвертирует входное напряжение в зависимости от контроллера; Зарядный насос - обеспечивает многократный ввод без использования индуктора.
Диэлектрик - Изоляция: Он основан на радиации и интенсивных средах.

Преимущества коммутационных топологий

Основными преимуществами импульсного источника питания являются эффективность, размер и вес. Это также более сложная конструкция, способная обеспечить более высокую энергоэффективность. Импульсный регулятор напряжения может обеспечивать выходной сигнал, который больше или меньше, или инвертирует входное напряжение.

Недостатки топологий коммутации

• Повышенное пульсирующее напряжение на выходе
• Более медленное время восстановления переходного процесса
• EMI производит очень шумный выходной сигнал
• Очень дорогой

Повышающий регулятор напряжения

Повышающие переключающие преобразователи также так называемые повышающие импульсные регуляторы, обеспечивают более высокое выходное напряжение за счет увеличения входного напряжения.Выходное напряжение регулируется до тех пор, пока потребляемая мощность находится в пределах выходной мощности схемы. Для управления гирляндой светодиодов используется повышающий импульсный регулятор напряжения.

Предположим, цепь без потерь Pin = Pout (входная и выходная мощности одинаковы)

Тогда V _{на входе} I _{на входе} = V _{на выходе} I _out ,

I _out / I _in = (1-D)

Из этого можно сделать вывод, что в этой схеме

• Мощность остается прежней
• Напряжение увеличивается
• Ток уменьшается
• Эквивалентно трансформатору постоянного тока

Понижение ) Регулятор напряжения

Понижает входное напряжение.

Если входная мощность равна выходной мощности, тогда

P _вход = P _выход ; V _вход I _вход = V _выход I _выход ,

I _выход / I _дюйм = V _вход / V _выход = 1 / D

Понижающий преобразователь эквивалентен к трансформатору постоянного тока, в котором коэффициент трансформации находится в диапазоне 0-1.

Повышение / Понижение (повышение / понижение)

Его также называют инвертором напряжения.Используя эту конфигурацию, можно повышать, понижать или инвертировать напряжение в соответствии с требованиями.

• Выходное напряжение имеет полярность, противоположную входной.
• Это достигается за счет прямого смещения диода с обратным смещением VL во время выключения, выработки тока и зарядки конденсатора для выработки напряжения во время выключения.
• Используя этот тип импульсного стабилизатора, можно достичь эффективности 90%.

Регулятор напряжения генератора

Генераторы вырабатывают ток, необходимый для удовлетворения электрических требований транспортного средства при работе двигателя.Он также восполняет энергию, которая используется для запуска автомобиля. Генератор имеет способность производить больше тока на более низких скоростях, чем генераторы постоянного тока, которые когда-то использовались в большинстве транспортных средств. Генератор состоит из двух частей.

Статор - это неподвижный компонент, который не движется. Он содержит набор электрических проводников, намотанных катушками на железный сердечник.
Ротор / Якорь - это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле любым из следующих трех способов: (i) индукцией (ii) постоянными магнитами (iii) с помощью возбудителя.

Электронный регулятор напряжения

Простой регулятор напряжения может быть изготовлен из резистора, соединенного последовательно с диодом (или рядами диодов). Из-за логарифмической формы кривых V-I на диоде напряжение на диоде изменяется незначительно из-за изменений потребляемого тока или изменений на входе. Когда точный контроль напряжения и эффективность не важны, эта конструкция может работать нормально.

Транзисторный регулятор напряжения регуляторы

Электронные напряжения имеют нестабильный источник опорного напряжения, который обеспечивается диодом Зенера, который также известен как обратный пробой рабочего напряжения диода.Он поддерживает постоянное выходное напряжение постоянного тока. Пульсации переменного напряжения блокируются, но фильтр не блокируется. Регулятор напряжения также имеет дополнительную схему для защиты от короткого замыкания и схему ограничения тока, защиту от перенапряжения и тепловое отключение.

Речь идет о различных типах регуляторов напряжения и принципах их работы. Мы считаем, что информация, представленная в этой статье, поможет вам лучше понять эту концепцию.Кроме того, по любым вопросам относительно этой статьи или любой помощи в реализации проектов в области электротехники и электроники вы можете обратиться к нам, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос - где мы будем использовать регулятор напряжения генератора?

Фото:

Что такое стабилизатор статического напряжения? Определение и типы

Определение: Регулятор, не имеющий вращающихся частей, такой тип регулятора называется статическим регулятором напряжения. Их схема состоит из трансформаторов, конденсаторов, резисторов, транзисторов, магнитных усилителей и т. Д. Такой тип регуляторов не имеет потерь на трение и износ (поскольку не имеет вращающихся частей). Не требует постоянного внимания, что снижает стоимость системы на

Типы стабилизаторов статического напряжения

Статический регулятор напряжения превосходит электромеханические регуляторы в отношении точности управления, реакции, надежности и обслуживания.Регуляторы статического напряжения в основном делятся на два типа. Они есть;

1. Регулятор напряжения серво типа
2. Регулятор магнитного усилителя

Типы статических регуляторов напряжения подробно описаны ниже;

1. Регулятор напряжения серво типа

Основной особенностью регулятора напряжения серво типа является использование амплидина. Амплидин - это разновидность электромеханического усилителя, усиливающего сигнал. Система состоит из основного возбудителя, приводимого в действие валом генератора, и вспомогательного возбудителя, обмотка которого управляется амплидином.

Вспомогательный возбудитель и амплидин приводятся в действие двигателем постоянного тока, подключенным к обоим машинам. Главный возбудитель имеет насыщенный магнитный контур и, следовательно, имеет грубое выходное напряжение. Якорь основного и вспомогательного возбудителя соединены последовательно, и эта последовательная комбинация возбуждает обмотку возбуждения генератора.

Работа регулятора напряжения серво типа

Трансформатор напряжения выдает сигнал, пропорциональный выходному сигналу генератора переменного тока.Выходные клеммы генератора подключены к электронному усилителю. Когда происходит отклонение выходного напряжения генератора переменного тока, электронный усилитель посылает напряжение на амплидин. Выход амплидина подает напряжение на управляющее поле амплидина и, следовательно, изменяет поле вспомогательного возбудителя. Таким образом, вспомогательный и основной возбудители последовательно регулируют ток возбуждения генератора переменного тока.

2. Регулятор магнитного усилителя

Основным элементом магнитных усилителей является катушка со стальным сердечником с дополнительной обмоткой, запитываемой постоянным током.Дополнительная обмотка используется для управления переменным током относительно большой мощности с использованием постоянного тока малой мощности. Стальной сердечник регулятора состоит из двух идентичных обмоток переменного тока, также называемых нагрузочной обмоткой. Обмотки переменного тока подключаются последовательно или параллельно и последовательно с ними находится нагрузка.

Последовательная обмотка используется, когда требуется короткое время отклика и высокое напряжение, тогда как параллельная обмотка используется для медленного отклика. Обмотка управления запитана постоянным током.Когда в обмотке нагрузки нет тока, то обмотка переменного тока имеет самый высокий потенциал и индуктивность по отношению к потенциалу переменного тока. Из-за этого переменный ток нагрузки ограничивается низким значением индуктивного реактивного сопротивления, а напряжение нагрузки невелико.

При приложении постоянного напряжения магнитный поток постоянного тока проходит через сердечник, и сердечник приближается к магнитному насыщению. Это снижает индуктивность и сопротивление обмоток переменного тока. Переменный ток через обмотку возбуждения увеличивается по мере увеличения потока постоянного тока через обмотку управления.Таким образом, изменение величины тока нагрузки в небольшом диапазоне приводит к изменению напряжения нагрузки в широком диапазоне.

Базовые знания регулятора напряжения （1/4）

Обзор линейного регулятора CMOS

История линейных стабилизаторов CMOS относительно нова. Они разработали портативные электронные устройства с батарейным питанием. Поскольку процессы CMOS используются в крупномасштабных интегральных схемах, таких как LSI и микропроцессоры, они постоянно миниатюризируются. Используя все преимущества технологии миниатюризации, линейные КМОП-регуляторы превратились в ИС управления питанием, которые широко используются в портативной электронике для реализации низкопрофильного, низкого падения напряжения и низкого тока питания.

Чем они отличаются от биполярных линейных регуляторов?

Как правило, линейный стабилизатор CMOS обеспечивает более низкий ток питания по сравнению с биполярным линейным регулятором. Это связано с тем, что биполярный процесс управляется током, а процесс CMOS - напряжением. [См. Рисунок 1]

[Рис. 1] Устройство, управляемое током и устройство, управляемое напряжением

Транзистор биполярный

Ток проходит между эмиттером и коллектором, когда ток базы включен.Чтобы получить выходной ток, должен быть включен базовый ток.

МОП-транзистор

Ток проходит между истоком и стоком, когда напряжение заряжается на затворе. Когда электрический заряд заряжен, ток для включения не требуется.

Линейные регуляторы, для которых не требуется синхронизация, особенно подходят для достижения низкого тока питания, поскольку рабочий ток регуляторов может быть почти нулевым в схемах, отличных от аналоговых рабочих схем.

Примером биполярных линейных регуляторов являются многоцелевые 3-контактные регуляторы серии 78. Поскольку диапазон входного напряжения этой серии достигает 30 В ~ 40 В, а серия может потреблять ток более 1 А, серия используется в различной бытовой технике и промышленном оборудовании. Тем не менее, в сериях не так много отсева, потому что выходной структурой серии является NPN Darlington Output. В таблице 1 приведены некоторые основные характеристики серии.

Тем не менее, количество процессов, необходимых для биполярных линейных регуляторов, составляет примерно половину или две трети процесса CMOS, и поэтому биполярный линейный регулятор более рентабелен, чем стабилизатор CMOS, даже если его размер матрицы больше. Таким образом, биполярный линейный регулятор лучше подходит для использования с большим током или высоким напряжением.С другой стороны, технологии миниатюризации КМОП-процесса хорошо разработаны и имеют такие преимущества, как низкое напряжение, малое падение напряжения, небольшой размер и низкое энергопотребление.

Где и как используется CMOS?

широко используются в портативных электронных устройствах с батарейным питанием из-за их низкого падения напряжения и низких характеристик тока питания. Регуляторы LDO (Low Dropout) позволяют использовать аккумулятор до предела, и поэтому регуляторы теперь являются важными ИС управления питанием для таких устройств, как мобильные телефоны, цифровые камеры и портативные компьютеры, чтобы иметь длительный срок службы батареи.Поскольку стабилизаторы LDO обеспечивают большой ток с малым перепадом входного-выходного напряжения при минимальных тепловых потерях, они могут удовлетворить широкий диапазон требований к току каждого устройства.

Некоторые типы регуляторов с низким током питания используют ток автономного питания менее 1 мкА. Благодаря этой особенности, эти типы регуляторов могут поддерживать ток питания электронных устройств и беспроводных приложений, таких как мобильные телефоны, на максимально низком уровне, когда эти устройства находятся в спящем режиме.Поскольку эти регуляторы также могут обеспечить преимущества технологии миниатюризации CMOS, они открывают большой потенциал для мобильных электронных устройств, которым требуется низкий профиль и высокая точность.

Пакеты

Стандартные пакеты, используемые для линейных стабилизаторов CMOS: SOT-23 и SOT-89. В последнее время также стали доступны сверхмалые пакеты, такие как CSP (пакет масштабирования микросхемы). Поскольку разработка ИС управления питанием обусловлена ​​развитием мобильных устройств, они обычно помещаются в небольшие корпуса для поверхностного монтажа.На рисунке 1 показаны типичные упаковки.

[Рисунок 1] Примеры пакетов регуляторов CMOS

SOT-89: Стандартный комплект мини-пресс-формы

SOT-23: Стандартный пакет мини-пресс-форм

USP-6C: Стандартная упаковка типа USP

USPQ-4B04: Стандартная упаковка типа USP

USP-6B06: Стандартная упаковка типа USP

WLP-5-02: Стандартный пакет типа WLP

Особенности: Что умеет CMOS?

Идея линейных регуляторов в качестве ИС управления питанием заключается в том, что они напрямую подключаются к батарее или адаптеру переменного тока, поэтому вы должны обращать внимание на максимальное входное напряжение.Правила проектирования ИС для процессов CMOS меняются в зависимости от максимального входного напряжения, а максимальное входное напряжение и технология микроминиатюризации находятся в обратной зависимости; они не действуют взаимно, как «большее служит меньшему». Если вы выберете высокое входное напряжение, тогда размер ИС будет больше, а его производительность снизится, а если вы выберете ИС небольшого размера, вам нужно будет осторожно относиться к максимальному входному напряжению. Существуют различные стабилизаторы CMOS с различным максимальным входным напряжением для различных приложений.Вы должны выбрать наиболее подходящие, внимательно изучив типы источников питания и желаемые характеристики вашего устройства [см. Таблицу 2].

можно разделить на категории с низким потребляемым током, большим током, высоким напряжением, высокоскоростным, LDO и т. Д.Для этих категорий нет строгого определения, но обычно «низкий ток питания» - это те, у которых ток питания составляет несколько мкА, «большой ток» - те, которые могут тянуть 500 мА или более, «высокое напряжение» - те, которые имеют напряжение от 15 В до 20 В или более, а «высокоскоростной» - это те, у которых частота подавления пульсаций составляет приблизительно 60 дБ при 1 кГц. «LDO» также не имеет точного определения. Первоначально это относилось к низкому выпадению выхода PNP и выхода P-ch MOSFET, по сравнению с выпадением выхода эмиттерного повторителя NPN и выхода NPN Дарлингтона биполярного линейного регулятора.На рисунке 2 показаны типы выходных транзисторов. В наши дни значение менее 2 Ом при 3,3 В при преобразовании сопротивления во включенном состоянии становится одним из стандартов определения.

[Рисунок 2] Модели выходных драйверов

Выход повторителя эмиттера NPN

Цепь управления должна быть на 0,6 В (базовое напряжение) выше, чем выходной контакт, чтобы протекать базовый ток. Схема управления работает от источника входного питания, поэтому необходимо падение напряжения 0,6 В.

NPN Выход Дарлингтона

1.Требуется падение напряжения 2 В или более, поскольку схема состоит из 2 цепей эмиттерных повторителей. Схема может выводить большой ток, потому что базовый ток нагрузочного транзистора может быть усилен предварительным драйвером.

Транзисторный выход PNP

PMOS транзисторный выход

Транзистор включается, когда входное напряжение ниже, чем напряжение базы и / или подается напряжение затвора. Нет ограничений на входное напряжение источника питания относительно выходного напряжения.Падение напряжения невелико, потому что схема работает, если есть базовое напряжение или напряжение затвора и входное напряжение питания, которое может управлять схемой управления.

Кроме вышеуказанных типов регуляторов, существуют регуляторы с функцией ВКЛ / ВЫКЛ с помощью контакта Chip Enable в зависимости от потребности, композитные регуляторы с 2 или 3 каналами, регуляторы со встроенным детектором напряжения и многое другое. Такое разнообразие - еще одна особенность CMOS. Это связано с тем, что процесс CMOS может легко масштабировать схемы и снизить ток питания, поскольку он может полностью отключить определенные блоки ИС, когда схемы отключаются по отдельности.На рисунке 3 показана блок-схема двухканальных выходных регуляторов серии XC6415. Этот продукт может независимо включать и выключать VR1 и VR2.

[Рисунок 3] Блок-схема 2-канального регулятора (серия XC6415)

Внутренняя схема и основная структура

Внутренняя схема состоит из источника опорного напряжения, усилитель ошибки, с предварительно установленной резистором выходного напряжения, и выходной Р-канальный МОП-транзистор транзистора.В некоторых схемах также есть ограничитель постоянного тока, схема возврата и функция теплового отключения для защиты. Так как трудно построить опорные схемы запрещенной зоны, которые используются для биполярных процессов в качестве источника опорного напряжения, как правило, источники опорного напряжения, используемые являются уникальными для процесса CMOS. По этой причине температурные характеристики выходного напряжения, как правило, немного хуже, чем у биполярных линейных регуляторов.

Кроме того, внутренняя фазовая компенсация и схемы различаются в зависимости от типов регуляторов, таких как малый ток питания, высокая скорость и совместимость с конденсаторами с низким ESR.Например, в то время как регулятор низкого тока питания обычно использует два усилителя, высокоскоростной регулятор иногда содержит три усилителя. На рисунке 4 показана принципиальная блок-схема высокоскоростного регулятора.

Добавляя буферный усилитель между предусилителем и выходным P-канальным MOSFET-транзистором, буферный усилитель может управлять нагрузочным P-ch MOSFET транзистором с более высокой скоростью, несмотря на большую емкость затвора. Выходное напряжение может определяться номиналами разделенных резисторов R1 и R2, а предельное значение тока определяется номиналами разделенных резисторов R3 и R4.Каждое значение точно устанавливается обрезкой. Многие регуляторы быстродействующего типа совместимы с конденсаторами с низким ESR, такими как керамические конденсаторы, потому что они в основном используются для беспроводных приложений и портативных электронных устройств, и поэтому необходимо их уменьшение.

[Рисунок 4] Принципиальная принципиальная блок-схема регулятора быстродействующего типа

Следующая страница

Важные особенности линейного регулятора CMOS

Строительные, рабочие и проектные типы

Так же, как ситуации, в которых нам нужно регулировать напряжение в наших конструкциях, существуют сценарии, в которых нам нужно регулировать ток, который подается в определенную часть нашей цепи. В отличие от преобразования (перехода от одного уровня напряжения к другому), которое обычно является одной из основных причин регулирования напряжения, регулирование тока обычно заключается в поддержании постоянного тока, который подается, независимо от изменений сопротивления нагрузки или входного напряжения.Цепи (встроенные или нет), которые используются для обеспечения постоянного тока , называются (постоянными) регуляторами тока , и они очень часто используются в силовой электронике.

Хотя регуляторы тока использовались в нескольких приложениях на протяжении многих лет, возможно, до недавнего времени они не были одной из самых популярных тем в обсуждениях проектирования электроники. Текущие регуляторы теперь достигли своего рода повсеместного статуса благодаря их важным приложениям в светодиодном освещении среди других приложений.

В сегодняшней статье мы рассмотрим эти регуляторы тока и исследуем лежащие в их основе принципы работы, их конструкцию, типы и применение, среди прочего .

Принцип действия регулятора тока

Работа регулятора тока аналогична работе регулятора напряжения с основным отличием в параметре, который они регулируют, и величине, которую они изменяют для обеспечения своего выхода. В регуляторах напряжения ток изменяется для достижения необходимого уровня напряжения, в то время как регуляторы тока обычно включают изменения напряжения / сопротивления для достижения требуемого выходного тока.Таким образом, хотя это возможно, обычно трудно одновременно регулировать напряжение и ток в цепи.

Чтобы понять, как работают регуляторы тока, необходимо быстро взглянуть на закон Ома;

  В = ИК или I = В / П  

Это означает, что для поддержания постоянного тока на выходе эти два свойства (напряжение и сопротивление) должны поддерживаться постоянными в цепи или настраиваться таким образом, чтобы при изменении одного значения другого соответственно регулировалось для сохранения такой же выходной ток.Таким образом, регулирование тока включает в себя регулировку напряжения или сопротивления в цепи или обеспечение неизменности значений сопротивления и напряжения независимо от требований / воздействий подключенной нагрузки.

Рабочий регулятор тока

Чтобы правильно описать, как работает регулятор тока, рассмотрим приведенную ниже принципиальную схему.

Переменный резистор в приведенной выше схеме используется для обозначения действия регулятора тока.Предположим, что переменный резистор автоматизирован и может автоматически регулировать собственное сопротивление. Когда схема находится под напряжением, переменный резистор регулирует свое сопротивление, чтобы компенсировать изменения тока из-за изменения сопротивления нагрузки или напряжения питания. Что касается базового класса электричества, вы должны помнить, что при увеличении нагрузки, которая по сути является сопротивлением (+ емкость / индуктивность), происходит эффективное падение тока, и наоборот. Таким образом, когда нагрузка в цепи увеличивается (увеличение сопротивления), а не падение тока, переменный резистор уменьшает свое собственное сопротивление, чтобы компенсировать повышенное сопротивление и обеспечить одинаковые токи.Таким же образом, когда сопротивление нагрузки уменьшается, переменное сопротивление увеличивает свое собственное сопротивление, чтобы компенсировать уменьшение, таким образом поддерживая значение выходного тока.

Другой подход к регулированию тока заключается в подключении достаточно высокого резистора параллельно с нагрузкой так, чтобы в соответствии с законами основного электричества ток протекал по пути с наименьшим сопротивлением, который в этом случае будет проходить через нагрузку с только «незначительное» количество тока, протекающего через резистор высокого номинала.

Эти изменения также влияют на напряжение, так как некоторые регуляторы тока поддерживают ток на выходе, изменяя напряжение. Таким образом, практически невозможно регулировать напряжение на том же выходе, на котором регулируется ток.

Конструкция регуляторов тока

обычно реализуются с использованием стабилизаторов напряжения на базе микросхем, таких как MAX1818 и LM317, или с использованием пассивных и активных компонентов, таких как транзисторы и стабилитроны.

Проектирование регуляторов тока с использованием регуляторов напряжения

Для проектирования регуляторов тока с использованием регулятора напряжения на основе IC метод обычно включает настройку регуляторов напряжения с постоянным сопротивлением нагрузки, и обычно используются линейные регуляторы напряжения, поскольку напряжение между выходом линейных регуляторов и их землей обычно составляет Таким образом, жестко регулируемый, фиксированный резистор может быть вставлен между выводами, так что фиксированный ток течет к нагрузке.Хороший пример дизайна, основанного на этом, был опубликован Budge Ing в одной из публикаций EDN в 2016 году.

Используемая схема использует линейный стабилизатор LDO MAX1818 для создания стабилизированного источника постоянного тока на стороне высокого напряжения. Источник питания (показанный на изображении выше) был разработан таким образом, что он питает RLOAD постоянным током, равным I = 1,5 В / ROUT. Где 1,5 В - предустановленное выходное напряжение MAX1818 , но его можно изменить с помощью внешнего резистивного делителя.

Для обеспечения оптимальной производительности конструкции напряжение на входной клемме MAX1818 должно быть до 2,5 В, а не выше 5,5 В, поскольку это рабочий диапазон, указанный в техническом паспорте. Чтобы удовлетворить это условие, выберите значение ROUT, которое позволяет от 2,5 В до 5,5 В между IN и GND. Например, при нагрузке, скажем, 100 Ом с 5 В VCC, устройство правильно работает с ROUT выше 60 Ом, так как значение допускает максимальный программируемый ток 1,5 В / 60 Ом = 25 мА. Тогда напряжение на устройстве будет равно минимально допустимому: 5 В - (25 мА × 100 Ом) = 2.5В.

Другие линейные регуляторы, такие как LM317, также могут использоваться в аналогичном процессе проектирования, но одно из основных преимуществ , которые имеют микросхемы типа MAX1818 по сравнению с другими, заключается в том, что они включают тепловое отключение, которое может быть очень важным в текущем регламенте , поскольку температура микросхемы имеет тенденцию к нагреванию при подключении нагрузок с высокими требованиями к току.

Для регулятора тока на базе LM317 рассмотрите схему ниже;

LM317 сконструированы таким образом, что регулятор продолжает регулировать свое напряжение до тех пор, пока напряжение между его выходным выводом и его регулировочным выводом не станет равным 1.25 В и как таковой делитель обычно используется при реализации в ситуации регулятора напряжения. Но для нашего случая использования в качестве регулятора тока это на самом деле очень упрощает нам задачу, потому что, поскольку напряжение постоянно, все, что нам нужно сделать, чтобы сделать ток постоянным, - это просто вставить резистор последовательно между выводами Vout и ADJ. как показано на схеме выше. Таким образом, мы можем установить выходной ток на фиксированное значение, которое задается:

  I = 1,25 / R  

Значение R является определяющим фактором значения выходного тока.

Чтобы создать регулятор переменного тока, нам нужно только добавить переменный резистор в схему вместе с другим резистором, чтобы создать делитель на регулируемом выводе, как показано на изображении ниже.

Работа схемы такая же, как и предыдущая, с той разницей, что ток можно регулировать в цепи, поворачивая ручку потенциометра для изменения сопротивления. Напряжение на R составляет;

  В = (1 + R1 / R2) x 1.25  

Это означает, что ток через R определяется выражением;

  I  R  = (1,25 / R) x (1+ R1 / R2).  

Это дает цепи диапазон тока I = 1,25 / R и (1,25 / R) x (1 + R1 / R2)

Зависит от установленного тока; Убедитесь, что номинальная мощность резистора R может выдерживать ток, протекающий через него.

Преимущества и недостатки использования LDO в качестве регулятора тока

Ниже приведены некоторые преимущества для выбора подхода линейного регулятора напряжения.

ИС регулятора
1. включают защиту от перегрева, которая может пригодиться при подключении нагрузок с повышенными требованиями к току.
ИС регулятора
2. имеют больший допуск для больших входных напряжений и в значительной степени поддерживают высокое рассеивание мощности.
3. Подход ИС регулятора предполагает использование меньшего количества компонентов с добавлением только нескольких резисторов в большинстве случаев, за исключением случаев, когда требуются более высокие токи и подключены силовые транзисторы.Это означает, что вы можете использовать одну и ту же микросхему для регулирования напряжения и тока.
4. Уменьшение количества компонентов может означать снижение стоимости внедрения и времени разработки.

Недостатки:

С другой стороны, конфигурации, описанные в рамках подхода ИС регулятора, позволяют пропускать ток покоя от регулятора к нагрузке в дополнение к регулируемому выходному напряжению. Это приводит к ошибке, которая может быть недопустимой в некоторых приложениях.Однако это можно уменьшить, выбрав регулятор с очень низким током покоя.

Еще одним недостатком подхода ИС к регулятору является отсутствие гибкости в конструкции.

Помимо использования микросхем регуляторов напряжения, регуляторы тока также могут быть спроектированы с использованием желейных частей, включая транзисторы, операционные усилители и стабилитроны с необходимыми резисторами. Стабилитрон используется в схеме, вероятно, просто, как будто вы помните, что стабилитрон используется для регулирования напряжения.Конструкция регулятора тока с использованием этих частей является наиболее гибкой, поскольку их обычно легко интегрировать в существующие схемы.

Регулятор тока на транзисторах

В этом разделе мы рассмотрим два дизайна. В первом будут использованы только транзисторы, а во втором - операционный усилитель и силовой транзистор .

Для модели с транзисторами рассмотрим схему ниже.

Регулятор тока, описанный на схеме выше, является одной из простейших конструкций регулятора тока. Это регулятор тока низкой стороны ; Подключал после нагрузки до земли. Он состоит из трех основных компонентов; управляющий транзистор (2N5551), силовой транзистор (TIP41) и шунтирующий резистор (R). Шунт, который по сути представляет собой резистор малой мощности, используется для измерения тока, протекающего через нагрузку. При включении цепи на шунте отмечается падение напряжения.Чем выше значение сопротивления нагрузки RL, тем выше падение напряжения на шунте. Падение напряжения на шунте действует как триггер для управляющего транзистора, так что чем выше падение напряжения на шунте, тем больше транзистор проводит и регулирует напряжение смещения, приложенное к базе силового транзистора, для увеличения или уменьшения проводимости с помощью резистор R1, действующий как резистор смещения.

Как и в других схемах, переменный резистор может быть добавлен параллельно шунтирующему резистору для изменения уровня тока путем изменения величины напряжения, приложенного к базе управляющего транзистора.

Регулятор тока с операционным усилителем

Для второго варианта конструкции рассмотрим схему ниже;

Эта схема основана на операционном усилителе , и, как и в примере с транзистором, также использует шунтирующий резистор для измерения тока. Падение напряжения на шунте подается в операционный усилитель, который затем сравнивает его с опорным напряжением, установленным стабилитроном ZD1.Операционный усилитель компенсирует любые несоответствия (высокое или низкое) двух входных напряжений, регулируя свое выходное напряжение. Выходное напряжение операционного усилителя подключается к мощному полевому транзистору, и проводимость зависит от приложенного напряжения.

Основное различие между этой конструкцией и первым из них является источник опорного напряжения осуществляется диодом Зенера. Обе эти конструкции являются линейными, и при высоких нагрузках будет генерироваться большое количество тепла, поэтому к ним следует присоединить радиаторы для отвода тепла.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом этого подхода к проектированию является гибкость, которую он предоставляет проектировщику. Детали могут быть выбраны, а конструкция сконфигурирована по вкусу без каких-либо ограничений, связанных с внутренней схемой, которая характерна для подхода, основанного на регуляторе на основе ИС.

С другой стороны, этот подход имеет тенденцию быть более утомительным, трудоемким, требует большего количества деталей, громоздких, подверженных сбоям и более дорогих по сравнению с подходом на основе регуляторов.

Применение регуляторов тока

Регуляторы постоянного тока находят применение во всех видах устройств, от цепей питания до цепей зарядки аккумуляторов, драйверов светодиодов и других приложений, где необходимо регулировать постоянный ток независимо от приложенной нагрузки.

Вот и все для этой статьи! Надеюсь, вы узнали одну или две вещи.

До следующего раза!

IC - вопросы и ответы для линейных интегральных схем

• Дом
• разветвленных MCQ
  • Программирование
  • CS - IT - IS
    • CS
    • IT
    • IS
  • ECE - EEE - EE
    • ECE
    • EEE
    • EE
  • Гражданский
  • Механический
  • Химическая промышленность
  • Металлургия
  • Горное дело
  • Приборы
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Авиационная
  • Биотехнологии
  • Сельское хозяйство
  • Морской
  • MCA
  • BCA
• Test & Rank
  • Sanfoundry Tests
  • Сертификационные испытания
  • Тесты для стажировки
  • Занявшие первые позиции
• Конкурсы
• Стажировка
• Обучение

Что такое индукционный регулятор напряжения? Определение и типы

Определение: Индукционный регулятор напряжения - это тип электрической машины, в которой выходное напряжение может изменяться от нуля до определенного максимального значения в зависимости от соотношения витков в первичной и вторичной обмотках. обмотка подключается к регулируемой цепи, а вторичная обмотка включается последовательно с цепью.

Типы индукционных регуляторов напряжения

Индукционные регуляторы напряжения в основном подразделяются на два типа: i.е., однофазный индукционный регулятор напряжения и трехфазный индукционный регулятор напряжения.

Однофазный индукционный регулятор напряжения

Принципиальная схема однофазного индукционного регулятора напряжения показана на рисунке ниже. Первичная обмотка подключена к однофазному источнику питания, а вторичная - последовательно с отходящими линиями. В системе индуцируется переменный поток, и когда оси двух обмоток совпадают, весь поток первичной обмотки связывается со вторичными обмотками, и максимальное напряжение индуцируется во вторичной обмотке.

Когда ротор вращается на 90º, то первичный поток не связан с вторичными обмотками, и, следовательно, никакой поток не связан с вторичными обмотками. Если ротор вращается дальше, направление наведенной ЭДС становится отрицательным. Таким образом, регулятор добавляет или вычитает напряжение цепи в зависимости от относительного положения двух обмоток регуляторов.

Однофазный регулятор напряжения не вызывает сдвига фаз. Первичные обмотки размещаются в пазах в поверхностном сердечнике многослойного цилиндрического сердечника, поскольку он должен пропускать небольшие токи и имеет небольшую площадь проводника.Ротор регулятора состоит из компенсационных обмоток, также называемых территориальными обмотками.

Магнитная ось компенсационных обмоток всегда расположена на 90º от оси первичных обмоток, чтобы нейтрализовать вредное последовательное реактивное сопротивление вторичной обмотки. Вторичные обмотки, соединенные последовательно с отходящей линией, размещаются в пазах статора из-за большой площади проводника.

Трехфазный индукционный регулятор напряжения

Трехфазные асинхронные двигатели имеют три первичные и три вторичные обмотки, которые должны находиться на расстоянии 120º друг от друга.Первичные обмотки помещаются в паз многослойного сердечника ротора и подключаются к трехфазному источнику переменного тока. Вторичные обмотки находятся в пазах многослойного сердечника статора и последовательно соединены с нагрузкой.

Для регулятора не требуются первичные и компенсационные обмотки, поскольку каждая вторичная обмотка регулятора магнитно связана с одной или несколькими первичными обмотками регулятора. В этом регуляторе создается вращающееся магнитное поле постоянной величины, благодаря которому наведенное во вторичной обмотке напряжение имеет постоянную величину.Фазы регулятора меняются в зависимости от положения ротора на статоре.

Векторная диаграмма индукционного регулятора показана на рисунке выше. Где V ₁ - напряжение питания, V _r - индуктивное напряжение во вторичной обмотке, а V ₂ - выходное напряжение на каждую фазу. Выходное напряжение получается как векторная сумма напряжения питания и индуцированного напряжения для любого угла смещения ротора θ.

Геометрическое место круга, следовательно, представляет собой окружность с центром на краю источника напряжения и радиусом V _r .Максимальное выходное напряжение получается, когда индуцированное напряжение находится в фазе с напряжением питания, а минимальное выходное напряжение получается, когда индуцированное напряжение находится в противофазе с напряжением питания.

Полная векторная диаграмма для трех фаз показана на рисунке ниже. A, B и C - входной терминал, а a, b и c - выходной терминал индукционного регулятора. Напряжение питания и выходной линии находятся в фазе только при максимальном повышении и минимальном понижающем напряжении, а для всех остальных положений существует фазовый сдвиг между линией питания и выходным напряжением.

Смотрите также

• 
  Проекты каркасных финских одноэтажных домов
• 
  Лсп это что
• 
  Растворитель уайт спирит состав
• 
  Как правильно сделать пароизоляцию потолка
• 
  Фикус бенджамина сбрасывает листья
• 
  Система быстрого счета в уме
• 
  Чем стабилизируют древесину чтобы она сменила цвет
• 
  Свет в гостиной
• 
  Живая изгородь из туи брабант правила посадки
• 
  Опунция уход в домашних условиях
• 
  Как провести воду в баню чтобы не замерзала зимой